專題：2024年CC講壇

　　由北京君和創(chuàng)新公益基金會(huì)、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)校友會(huì)聯(lián)合主辦，主題為“和而不同，思想無(wú)界”的CC講壇第62期演講2024年10月26日在中國(guó)科學(xué)院大學(xué)（北京玉泉路校區(qū)）禮堂舉行。來(lái)自中國(guó)科學(xué)院植物研究所研究員郭亞龍出席，并以《進(jìn)化的隱藏力量：跳躍基因如何驅(qū)動(dòng)生物進(jìn)化》為題發(fā)表演講。

　　以下為演講實(shí)錄：

　　我叫郭亞龍，來(lái)自中科院植物所。我今天給大家講的題目是《進(jìn)化的隱藏力量——跳躍基因如何驅(qū)動(dòng)生物進(jìn)化》。講到進(jìn)化我就需要給大家交代一下，我們進(jìn)化生物學(xué)做什么。因?yàn)榇蠹液芏鄷r(shí)候聽過(guò)達(dá)爾文的進(jìn)化論這些提法，但是到底進(jìn)化做什么？我們進(jìn)化生物學(xué)家其實(shí)關(guān)注的是生物多樣性。你看我現(xiàn)在所展示的圖里面有形式各樣的生境，然后各種生境里有各種各樣的植物。這就是我們的研究對(duì)象，也是我們?nèi)祟愘囈陨娴奈镔|(zhì)基礎(chǔ)。

　　你看這里給大家展示的就是我們現(xiàn)在吃的各種作物。吃的作物都是由野生的物種逐漸馴化來(lái)的。比如說(shuō)，大家很感興趣的左下角的小米。它就是一個(gè)典型的從狗尾巴草馴化為小米的一個(gè)過(guò)程，所以生物多樣性是人類生存的和發(fā)展的寶貴財(cái)富。

　　現(xiàn)在大家經(jīng)常都會(huì)說(shuō)全球氣候變化對(duì)生物產(chǎn)生了很大的困擾，很多生物面臨著滅絕。甚至《自然》雜志有一次在一篇文章中就講，是不是第六次大生物大滅絕已經(jīng)到來(lái)了。所以這個(gè)問(wèn)題怎么辦？后來(lái)也有一些研究認(rèn)為全球氣候的變化對(duì)物種確實(shí)產(chǎn)生了很大的困擾。比如說(shuō)這有一篇文章就講了，全球氣溫每升高兩度，就會(huì)致導(dǎo)致5%的物種面臨滅絕的危險(xiǎn)。所以，顯然全球氣候變化對(duì)生物的生存和繁衍會(huì)是有很大的影響。

　　大家可能就會(huì)想，你說(shuō)的全球氣候變化對(duì)生物進(jìn)化的影響，可能是一個(gè)很長(zhǎng)尺度時(shí)間。這個(gè)事情短期內(nèi)看不到。但是我這里展示右手邊這個(gè)圖片，就是告訴大家20年的時(shí)間，上世紀(jì)七十年代的標(biāo)本和九十年代標(biāo)本這個(gè)顏色就顯著的不一樣，花色顯著不一樣。植物的花色顯著不一樣，會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響？它會(huì)影響傳粉，影響傳粉就會(huì)影響結(jié)實(shí)，然后就產(chǎn)生后面的一系列的問(wèn)題。

　　其實(shí)我們現(xiàn)存的生物是生物適應(yīng)性進(jìn)化的結(jié)果。我現(xiàn)在展示的圖上可以很清楚看到地球所產(chǎn)生以后在不同的時(shí)間年代有不同的物種。其實(shí)大家可以想一下，如果白堊紀(jì)的恐龍還在外面存在，還在窗戶外面徘徊。大家我們各位還能坐在這兒討論，聽我這個(gè)講座嗎？我們連生存都是困難的。所以從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，生物的滅絕和產(chǎn)生新的物種，它是一個(gè)自然發(fā)生的過(guò)程。我們現(xiàn)在看到的是現(xiàn)存物種在地球進(jìn)化歷史上的一個(gè)切面，也就是適應(yīng)進(jìn)化下來(lái)的結(jié)果。

　　我們講了這么多背景，生物面臨著很大的困擾，有些物種會(huì)滅絕，有些物種也許會(huì)產(chǎn)生新的物種。但是作為我們?nèi)祟悂?lái)說(shuō)，現(xiàn)在怎么辦？我們光說(shuō)現(xiàn)在問(wèn)題很嚴(yán)重，那是不夠的。我們現(xiàn)在需要的是找到應(yīng)對(duì)的辦法?！犊茖W(xué)》雜志有一期文章就講了，我們現(xiàn)在可以通過(guò)進(jìn)化生物學(xué)的思想和方法來(lái)解決我們?nèi)驓夂蜃兓瘞?lái)的挑戰(zhàn)。

　　其實(shí)，核心的思想就是利用進(jìn)化生物學(xué)的思路，揭示生物適應(yīng)性進(jìn)化的機(jī)制，實(shí)現(xiàn)有效應(yīng)對(duì)。我們?yōu)榱搜芯可锏倪m應(yīng)或者進(jìn)化，一個(gè)核心的抓手就是基因組學(xué)。因?yàn)槲覀兠恳粋€(gè)物種的基因組不同，每一個(gè)個(gè)體的基因組也不同，所以我們通過(guò)基因組學(xué)能夠理解各種各樣的物種為什么不一樣?；蚪M學(xué)現(xiàn)在我們每個(gè)人也都知道。但是，現(xiàn)在基因組學(xué)最關(guān)鍵的問(wèn)題是什么？核心的問(wèn)題就是解讀基因組。我在2011年的時(shí)候當(dāng)時(shí)做完博士后也發(fā)了一篇基因組學(xué)的文章，當(dāng)時(shí)我們花了很多的錢，全世界的一批頂級(jí)科學(xué)家一起聯(lián)合攻關(guān)了，完成這個(gè)事情。所以后來(lái)在這做這個(gè)的過(guò)程中，我就在想我未來(lái)做什么？我去測(cè)更多的基因組。我困惑的過(guò)程中，我后來(lái)有一次發(fā)現(xiàn)著名的綜述雜志中就有一句話說(shuō)。經(jīng)過(guò)我們20年的奮斗，我們發(fā)現(xiàn)，我們現(xiàn)在最大的困擾不是產(chǎn)生基因組，是解讀基因組。就是解讀基因組的變異，從而理解生物進(jìn)化奧秘，是理解生物進(jìn)化奧秘的關(guān)鍵。我們都記得當(dāng)時(shí)2000年人類基因組被測(cè)序的時(shí)候，我們覺得我們理解了，我們?nèi)祟惖慕】档乃袉?wèn)題。因?yàn)槲覀兓蚪M都被解讀了，可能問(wèn)題都解決了。其實(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

　　所以現(xiàn)在的核心的問(wèn)題就是解讀基因組。講到基因組了，我們接下來(lái)看看基因組里有什么?；蚪M里面其實(shí)很大程度上都是轉(zhuǎn)座子。轉(zhuǎn)座子是基因組中的重復(fù)序列。我左邊這個(gè)圖里面就展示的內(nèi)圈的圓圈的大小代表基因組的大小。外圈代表的就是每一個(gè)基因組里面鮮艷的顏色，指代的是基因組中轉(zhuǎn)座子的比例。你可以很明確的發(fā)現(xiàn)，盡管不同物種中物種的基因組大小有差別，但是很多基因組里面轉(zhuǎn)座子占了它的主要的組成部分。而且在《科學(xué)》雜志公布的125個(gè)未解決的科學(xué)問(wèn)題中，有一個(gè)核心的問(wèn)題就是轉(zhuǎn)座子。這種所謂的垃圾DNA到底有什么功能？

　　說(shuō)起轉(zhuǎn)座子就要說(shuō)一段歷史，就是一個(gè)傳奇的女性科學(xué)家Barbara McClintock。她是克萊爾的一個(gè)大學(xué)的教授，她發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)座子的過(guò)程也就像她的人生一樣是一個(gè)傳奇。你看她是當(dāng)時(shí)在40多歲的時(shí)候已經(jīng)成為美國(guó)遺傳學(xué)會(huì)的主席。到1950年左右，那個(gè)時(shí)候她就發(fā)現(xiàn)了轉(zhuǎn)座子。她在玉米中連經(jīng)過(guò)大量的分析研究，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)座子這個(gè)事情。但是發(fā)現(xiàn)這個(gè)事情之后，有很多人不認(rèn)同這個(gè)事情，覺得基因它是一個(gè)穩(wěn)定遺傳的過(guò)程，怎么會(huì)有一些東西跳來(lái)跳去的。這個(gè)東西不符合當(dāng)時(shí)在對(duì)科學(xué)的認(rèn)知，所以很多人就覺得她有點(diǎn)離經(jīng)叛道。然而隨后的研究過(guò)程中，后來(lái)有一些別的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在其他的物種中有轉(zhuǎn)座子存在，而且也確實(shí)驗(yàn)證了她的發(fā)現(xiàn)。所以在1983年她就獲得諾貝爾獎(jiǎng)。她是我們植物學(xué)里邊唯一一個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)，除光合作用之外的一個(gè)唯一一個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)，而且還有她是唯一一個(gè)人拿的諾貝爾獎(jiǎng)。

　　剛才我講了轉(zhuǎn)座子就是基因組中能夠跳躍的重復(fù)序列，這個(gè)圖就展示了轉(zhuǎn)座子怎么能從一個(gè)區(qū)域跳到另外一個(gè)區(qū)域產(chǎn)生一個(gè)新的拷貝。我講了這么多的轉(zhuǎn)座子，轉(zhuǎn)座子到底有啥作用？大家很有可能就會(huì)問(wèn)這個(gè)問(wèn)題。轉(zhuǎn)座子的對(duì)它的認(rèn)識(shí)了也是一個(gè)過(guò)程。以前認(rèn)為它是垃圾序列，再后來(lái)認(rèn)為它不是所有的都是垃圾序列，再后來(lái)認(rèn)為轉(zhuǎn)座子與宿主是共存的。

　　我想大家仰望星空，黑洞里面存在的是什么？其實(shí)我們做轉(zhuǎn)座子的研究的時(shí)候也往往是這樣。你可以想象這些星星是基因組中的基因，而那些黑暗的地方就是各種轉(zhuǎn)座子——一些重復(fù)序列。所以很多時(shí)候我們做這方面的研究的時(shí)候，就也和天文學(xué)家一樣或者做物理的一樣，我們很想知道隱藏的背后的那些黑暗的潛藏的那些除基因之外的基因組序列到底有什么作用？從某種意義上毫不夸張的來(lái)說(shuō)，基因就是在轉(zhuǎn)座子的海洋里面漂浮的小島嶼，所以它有什么用？

　　關(guān)于轉(zhuǎn)座子與宿主到底是怎么樣相互共存呢？有人就提出了幾個(gè)理論，有一種理論就是相互是沖突的，有我沒你就是一種絕對(duì)的敵對(duì)關(guān)系。另外一種理論就講說(shuō)轉(zhuǎn)座子和這個(gè)宿主是一種相互的動(dòng)態(tài)平衡。就是說(shuō)你打我一拳我打你一拳，反正大家誰(shuí)也消滅不了誰(shuí)，大家就湊合著共同存在。第三種理論就是說(shuō)轉(zhuǎn)座子只能夠?yàn)樗拗魉?，宿主慢慢的把這個(gè)轉(zhuǎn)座子變成自己可用的遺傳成分。但事實(shí)上來(lái)說(shuō)這三種理論都有它的科學(xué)價(jià)值。有一些轉(zhuǎn)座子只是那種符合那個(gè)理論，有一些主要是符合這個(gè)理論。其實(shí)我講這么多，大家很想知道一個(gè)問(wèn)題，你說(shuō)這個(gè)基因組里轉(zhuǎn)座子的很重要，它到底影響什么表現(xiàn)？

　　我這里提供了一系列的例子，從左到右我依次解釋。你看最左邊的就是孟德爾發(fā)現(xiàn)了豌豆皺縮的案例。我們的遺傳學(xué)的定理發(fā)現(xiàn)的一個(gè)經(jīng)典材料，就是豌豆皮的是起皺的還是光滑的，這是個(gè)重要的性狀。當(dāng)時(shí)孟德爾基于性狀研究遺傳學(xué)定理，這個(gè)豌豆皺說(shuō)與否其實(shí)是轉(zhuǎn)座子插入導(dǎo)致的。

　　再接下來(lái)往右邊你看到的是玉米。其實(shí)你大家看到的玉米都是一個(gè)主干，一個(gè)或者兩個(gè)玉米棒子很漂亮。但事實(shí)上野生的玉米是個(gè)多分支的，它是一叢生的，一個(gè)多分支的東西，所以這次也是轉(zhuǎn)座子的馴化，轉(zhuǎn)座子的插入導(dǎo)致的變異，表情變異。

　　再右邊就是蛾子從灰白變成黑色，也是轉(zhuǎn)座子插入導(dǎo)致的。如果大家想再跟自己關(guān)系更近一點(diǎn)的話，下面這個(gè)例子就是我們?nèi)祟愃ダ线^(guò)程中，我們衰老過(guò)程中的一些重要的退行性漸變的疾病，甚至我們的腫瘤，這些癌癥這些病變很多也是與轉(zhuǎn)座子是有關(guān)的。

　　我們?cè)谥参锢锩?，比如說(shuō)玉米、水稻里面，以及我們?cè)谥参锢锩妫髞?lái)也發(fā)現(xiàn)了一些很多好的案例，就是說(shuō)轉(zhuǎn)座子是生物進(jìn)化的重要?jiǎng)恿?。比如說(shuō)轉(zhuǎn)座子你可以用它來(lái)改良作物。我用這個(gè)例子再講一下花色的這個(gè)故事。這個(gè)故事當(dāng)時(shí)講的就是說(shuō)這個(gè)蛾子在工業(yè)革命的時(shí)候，你看黑色的樹干上蛾子變成黑色以后，捕食者不容易發(fā)現(xiàn)它。這樣黑色的蛾子就大量的擴(kuò)繁，在群體中到處都是黑色的蛾子，而白色的蛾子數(shù)量就逐漸減少，這個(gè)蛾子變成黑色的，也是轉(zhuǎn)座子插入導(dǎo)致的一個(gè)事情。

　　我就利用我們自己的三個(gè)研究來(lái)講一下我們?cè)谵D(zhuǎn)座子這方面做了哪些探討和工作。進(jìn)化生物學(xué)里面有一個(gè)很重要的理論，就是自然選擇理論。就是說(shuō)我們可以通過(guò)一系列的計(jì)算了來(lái)篩選基因組中哪些染色體區(qū)域，哪些基因，哪些序列是受到自然選擇的，這是從算法上可以解決的。

　　我們就利用擬南芥模式植物來(lái)研究植物基因組哪些區(qū)域是受到正選擇的。受到自然選擇的一旦受到自然選擇，就說(shuō)明這個(gè)基因或與生物適應(yīng)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境有關(guān)系，基本邏輯是這樣子。然后我們鑒定每一個(gè)樣本中的轉(zhuǎn)座子，然后進(jìn)一步的我們從計(jì)算的角度發(fā)現(xiàn)了，基因組里大概所有的轉(zhuǎn)座子算在一塊了，有2.3%的轉(zhuǎn)座子是受到自然選擇的。受到自然選擇說(shuō)明它對(duì)于生物的適應(yīng)和生存是非常重要的。所以從這個(gè)意義上說(shuō)明，至少基因組中有2.3%的轉(zhuǎn)座子是有巨大的作用的，與生物適應(yīng)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境是密切相關(guān)的。我們從算法上做了一個(gè)這樣的事情。我們還想有沒有什么這種具體的案例能夠說(shuō)明轉(zhuǎn)座子只能夠促進(jìn)生物的適應(yīng)和進(jìn)化。我們就做了這樣一個(gè)事情。首先講之前我還要介紹一個(gè)背景，就是我們有一個(gè)生物入侵的遺傳悖論這一個(gè)概念。生物入侵的遺傳悖論是指入侵物種入侵到一個(gè)新的環(huán)境的時(shí)候，由于它進(jìn)入一個(gè)新生境的時(shí)候，它的個(gè)體數(shù)很少。這個(gè)群體的遺傳多樣性很低，但是往往入侵物質(zhì)進(jìn)入一個(gè)新生境以后，它的適應(yīng)能力很強(qiáng)，所以這就是一個(gè)很大的反差。很低的遺傳多樣性，很強(qiáng)的適應(yīng)能力之間的反差了，就被人家叫為生物入侵的遺傳悖論。一般說(shuō)到悖論，它肯定是一個(gè)很重大的科學(xué)問(wèn)題。我當(dāng)時(shí)看到這個(gè)現(xiàn)象以后，我說(shuō)我們能不能從轉(zhuǎn)座子的角度去解釋，可能是不是由于隱藏的力量在起促進(jìn)生物入侵物種的適應(yīng)能力的提升。這里剛好2015年左右有人發(fā)表了一篇綜述，就講說(shuō)是不是生物進(jìn)入新生境新環(huán)境以后，它這個(gè)環(huán)境條件變了，它的轉(zhuǎn)座子的活躍程度控制能力就會(huì)變了。這樣的話產(chǎn)生大量新的轉(zhuǎn)座子，從而促進(jìn)它物種適應(yīng)當(dāng)?shù)氐男律沉?，它入侵的新生境了?/p>

　　我們當(dāng)時(shí)就想這是個(gè)好的切入點(diǎn)，我們?nèi)ハ胍幌胱鲞@個(gè)事情，我們當(dāng)時(shí)做這個(gè)事情的時(shí)候，我們就利用我們自己熟悉的體系就是薺菜的體系。薺菜這個(gè)體系我相信大家都了解。大家在花園邊春天到處看見心型的花，都能認(rèn)識(shí)出來(lái)哪個(gè)是薺菜，而且薺菜大家都吃。我們用薺菜的兩個(gè)物種去做這個(gè)研究，就是我們發(fā)現(xiàn)有一個(gè)薺菜，它的遺傳多樣性很低，但是它分布的范圍很寬，所以這就說(shuō)明它有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，但是遺傳多樣性很低，所以它是似乎符合一個(gè)入侵物種的樣子。我們就想我們看看入侵物種是不是它的轉(zhuǎn)座子含量很高？我們就去看了一下，發(fā)現(xiàn)了遺傳多樣性很低的左邊物種，它遺傳多樣性很低，但是適應(yīng)能力很強(qiáng)。它果真具有很廣泛的分布，轉(zhuǎn)座子很多，而且它分布范圍很寬，所以轉(zhuǎn)座子可能是都能夠解釋這個(gè)事情。我們進(jìn)一步的通過(guò)一些分子遺傳學(xué)基因組學(xué)的算法和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，最后我們就提出了轉(zhuǎn)座子的擴(kuò)增確實(shí)能夠解釋生物入侵的遺傳悖論之謎。其實(shí)基本的邏輯就是你盡管物種遺傳多樣性很低，但是轉(zhuǎn)座子的它是一個(gè)可以短時(shí)期內(nèi)產(chǎn)生大量遺傳變異的機(jī)制，這樣的話入侵的物種可以在很短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生新的大量的變異。這種大量的變異因?yàn)樗诨蚪M中各種區(qū)域都有分布，這樣的話這個(gè)東西可以影響各種表現(xiàn)。可能某一些轉(zhuǎn)座子影響的某一些表情，對(duì)適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境就有很大的幫助。這樣一個(gè)邏輯。其實(shí)也就是說(shuō)，我們提出轉(zhuǎn)座子是生植物快速適應(yīng)性進(jìn)化的重要?jiǎng)恿Α?/p>

　　第二個(gè)例子轉(zhuǎn)座子確實(shí)能促進(jìn)事物生物進(jìn)化。第一個(gè)我們講了理論上說(shuō)轉(zhuǎn)座子這里面有2.3%的是與生物適應(yīng)有關(guān)。第二個(gè)我們講了一個(gè)案例，說(shuō)轉(zhuǎn)座子如何促進(jìn)適應(yīng)性進(jìn)化。第三個(gè)我們既然轉(zhuǎn)座子這么重要，我們就很想知道轉(zhuǎn)座子是受什么調(diào)控。因?yàn)檫@就是哲學(xué)上講，我調(diào)控了誰(shuí)，誰(shuí)調(diào)控了我對(duì)吧？現(xiàn)在我講的轉(zhuǎn)座子能調(diào)控基因，影響表型、影響生物適應(yīng)。我們?cè)偻笸埔稽c(diǎn)，其實(shí)有時(shí)候像做哲學(xué)一樣，我們就往后推一點(diǎn)，想一想我影響到別人，誰(shuí)影響到我對(duì)吧？所以這樣的話，我們就想知道，自然群體野生群體的材料中，不同的個(gè)體之間轉(zhuǎn)座子的總量不一樣，是受什么遺傳機(jī)制在調(diào)控？所以這樣的話，我們還是利用我們自己熟悉的材料體系，就是這個(gè)模式植物——擬南芥，而且大家看到左下角這個(gè)圖上，我在趟河在去采樣，我們?cè)谛陆蓸?，然后右下角的圖片就是我們野外拍的擬南芥模式植物的照片。其實(shí)一個(gè)很小的小草，其實(shí)在我們南方，我們的東南沿海的東南方向的省份都有分布。所以我們利用擬南芥模式植物全球分布的這一千多個(gè)樣本，我們來(lái)做基因組序列。所以我們首先想了解從基因組水平來(lái)看，轉(zhuǎn)座子到底對(duì)于生物是有害的還是有利的？我們基于一系列的統(tǒng)計(jì)算法，我們最后給人家一個(gè)結(jié)論，轉(zhuǎn)座子總體上在基因組總從全局上來(lái)說(shuō)它是有害的，但這不是絕對(duì)。就是說(shuō)有一些轉(zhuǎn)座子還是有利的，但是從全局上來(lái)看，轉(zhuǎn)座子對(duì)生物的適應(yīng)或者進(jìn)化還是有害的。我們得出這樣一個(gè)結(jié)論，因?yàn)橐郧瓣P(guān)于這個(gè)問(wèn)題有很多的推測(cè)，但是我們?cè)谶@兒通過(guò)統(tǒng)計(jì)算法各種推導(dǎo)計(jì)算，甚至有時(shí)候你可以想象我們這個(gè)結(jié)論并不是那么可靠，但是它畢竟是一個(gè)準(zhǔn)確推理的一個(gè)很重要的結(jié)果。也許將來(lái)這個(gè)不一定正確，可能在別的物種中還有別的另外的模式那也有可能，但作為科學(xué)來(lái)說(shuō)，只要你每一步是對(duì)的，那就是進(jìn)步，因?yàn)榭茖W(xué)就是一點(diǎn)一點(diǎn)的積累的進(jìn)步。不是說(shuō)某一個(gè)科學(xué)是一個(gè)大的飛躍，其實(shí)都是一點(diǎn)量的積累。

　　我們做完這個(gè)事情之后，我們就想知道既然轉(zhuǎn)座子現(xiàn)在是有害的，然后它能影響各種東西，我們就想知道自然群體中轉(zhuǎn)座子是受什么機(jī)制在控制？我們就通過(guò)計(jì)算生物學(xué)，數(shù)量遺傳學(xué)里面全基因組關(guān)聯(lián)分析的方法，通過(guò)轉(zhuǎn)座子的每一個(gè)個(gè)體的轉(zhuǎn)座子的拷貝數(shù)目，與它的全基因組水平的變異做關(guān)聯(lián)分析，這也是一種計(jì)算分析，我們就找到了一批了能影響轉(zhuǎn)座子不同個(gè)體之間轉(zhuǎn)座子拷貝數(shù)變異的位點(diǎn)，這些位點(diǎn)有包括一些活性轉(zhuǎn)座子。有很多的轉(zhuǎn)座子是沒有轉(zhuǎn)座活力的，盡管它在那兒在，但是它沒有進(jìn)一步的擴(kuò)增的能力。然后我們也發(fā)現(xiàn)基因組中有一些基因能調(diào)控轉(zhuǎn)座子的控制，所以這里有兩個(gè)核心的意思，就是說(shuō)轉(zhuǎn)座子影響轉(zhuǎn)座子總量的有兩個(gè)因素。一個(gè)是有一些活躍的轉(zhuǎn)座子自己跳躍來(lái)產(chǎn)生更多的拷貝，來(lái)影響轉(zhuǎn)座子的拷貝數(shù)目。還有一個(gè)因素就是基因組中有一些基因能影響轉(zhuǎn)座子的活性，從而調(diào)控及轉(zhuǎn)座子的總量。所以為我們下一步拓展這個(gè)方面的研究奠定了基礎(chǔ)。

　　我剛才講了轉(zhuǎn)座子也算有害突變，大家很想知道什么是有害突變。其實(shí)有害突變對(duì)生物進(jìn)化非常關(guān)鍵，因?yàn)槲覀冎v突，變遺傳變異，其實(shí)所有的遺傳變異，如果從它的有利有害，甚至對(duì)生物的效果來(lái)講，它分為三類。一種是中性突變，就是什么？它對(duì)生物無(wú)所謂，沒有太大的好，也沒有太大的壞，它只是發(fā)生了。另外一種就是有利突變，它對(duì)生物的適應(yīng)有幫助。第三種就是有害突變，它如果發(fā)生這種變異，生物的適應(yīng)力會(huì)降低。有害突變的定義剛才我已經(jīng)講了，它是指對(duì)生物自身的繁衍有損害，但是從人類的角度來(lái)講，比如說(shuō)某些有害突變可能是有利的。比如說(shuō)落?；虻耐蛔儭Ｕ５囊吧锓N，它的種子成熟以后，它就要落粒。它要擴(kuò)繁，種子擴(kuò)繁后代，要不然它種群就會(huì)滅絕了，物種就會(huì)滅絕了。但是從人類的角度來(lái)說(shuō)，落粒突變是有利的。因?yàn)樗宦涞亓艘院螅覀內(nèi)祟惒拍苁占N子來(lái)作為糧食。而且已有的研究大多的都關(guān)注有利突變的研究，所以缺乏對(duì)有害突變的深入的探討。有害突變對(duì)于能夠顯著影響物種的適應(yīng)能力，特別是對(duì)我們?nèi)祟悂?lái)說(shuō)有害突變能影響人類的壽命。比如說(shuō)左邊這個(gè)圖你可以看得很清楚，最上面那個(gè)是老鼠，老鼠由于有害突變積累得很快，所以它壽命很短。我們?cè)谶@個(gè)圖上的幾個(gè)物種，人類是壽命最長(zhǎng)的，核心的原因就是我們?nèi)祟惱鄯e有害突變的速度慢。所以從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，有害突變的研究可能對(duì)于人類壽命，對(duì)于物種保護(hù)也很重要。比如說(shuō)你有一個(gè)物種很重要，它有好幾個(gè)群體，你說(shuō)我保護(hù)哪個(gè)？通過(guò)有害突變的研究，我發(fā)現(xiàn)有一個(gè)群體有害突變很多，我就保護(hù)另外一個(gè)有害突變少，對(duì)吧？這樣的話我就可以保證我有效的去保護(hù)我的關(guān)注的類群，而且有害突變與很多重要的生物學(xué)過(guò)程是密切相關(guān)，自交的衰退，腫瘤的發(fā)生等等。其實(shí)人類的一些腫瘤的發(fā)生都是有害突變逐漸累積的過(guò)程，隨著人類壽命的延長(zhǎng)，有害突變?cè)椒e累越多到一定年齡，這個(gè)就是一個(gè)問(wèn)題。

　　我這里再講一個(gè)例子，因?yàn)槲覀冇糜泻ν蛔冊(cè)趺囱芯可镞m應(yīng)的。金露梅在我們藏族同胞里面是格?；ǖ囊粋€(gè)主要類型。這是我們的神山，西藏神山腳下了，你看金露梅很漂亮，我們當(dāng)時(shí)看到這個(gè)現(xiàn)象以后就很想知道，金露梅這么漂亮一個(gè)花，怎么在4000多米的海拔能夠生存的，周圍那么貧瘠，這么漂亮的花。所以我們就去做這個(gè)研究。我們做這個(gè)研究的時(shí)候我們做了很多嘗試，我們從一般的模式，包括通過(guò)正選擇分析找有利突變，什么有利突變促進(jìn)它適應(yīng)，后來(lái)做所有的嘗試發(fā)現(xiàn)沒有效果，最后我說(shuō)我們反過(guò)來(lái)做有害突變。后來(lái)發(fā)現(xiàn)很清楚，大家看到隨著這個(gè)海拔升高了，有害突變?cè)谥饾u減少，最后我們得出了一個(gè)結(jié)論就是，有害突變有效清除了促進(jìn)金露梅植物適應(yīng)了高海拔高山環(huán)境。而且有害突變更重要的是對(duì)植物未來(lái)生存潛力的預(yù)測(cè)方面。我們目前的計(jì)算方法很多，沒有把有害突變考慮進(jìn)去，所以我們下一步我們把有害突變帶入進(jìn)來(lái)，去預(yù)測(cè)物種適應(yīng)未來(lái)的潛力到底是怎么樣子的。我們?cè)谧鲞@樣的事情。

　　我最后我來(lái)總結(jié)一下我今天的匯報(bào)。我們的核心目標(biāo)就是解讀基因組里的暗物質(zhì)，是理解進(jìn)化生物進(jìn)化奧秘的關(guān)鍵暗物質(zhì)——轉(zhuǎn)座子，有時(shí)候也把它叫跳躍基因。我用科學(xué)家Barbara McClintock的一句話來(lái)結(jié)束我今天的演講?！叭绻阏J(rèn)為你在正確的軌道上，如果你自己有這種內(nèi)在的知識(shí)，你知道你在這正確的軌道上，無(wú)論別人說(shuō)什么，他都不能阻止你該干的事情?！币?yàn)槲矣X得它對(duì)科學(xué)研究或者是對(duì)我們做很多事情是非常有幫助的。因?yàn)槠鋵?shí)科學(xué)需要多元化，我們很多研究都是在持續(xù)的堅(jiān)持中取得了新的突破。最后謝謝大家！

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